表面增强拉曼光谱(SERS)感测基板第一实施例包含:一基板；成长于基板上的多层金属/介电质材料搭配的纳米直柱结构，纳米直柱结构具有一组态，纳米直柱结构成长完成后是大约平行于基板法线方向。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】表面增强拉曼光谱(SERS)感测基板第一实施例包含:一基板；成长于基板上的多层金属/介电质材料搭配的纳米直柱结构，纳米直柱结构具有一组态，纳米直柱结构成长完成后是大约平行于基板法线方向。【专利说明】 表面增强拉曼光谱(SERS)感测基板及其制造方法
本专利技术相关于表面增强拉曼光谱(surface enhanced Ramanspectroscopy, SERS)感测基板及其制法，为了解决增强待测物拉曼信号的技术问题。
技术介绍
拉曼(Raman)在1928年发现拉曼散射(Raman scattering)法,这是属于利用光的散射行为来测定分子的振动光谱信号(拉曼光谱)。但由于分子束截面非常小，造成拉曼信号测定困难，而逐渐被红外光吸收光谱取代。 在1960年镭射被专利技术后，镭射在1964年开始应用于拉曼光谱作为激发源，使得信号得以放大，但拉曼光谱仪还是比红外光谱仪昂贵许多，而限制其发展。在1974年，M.Fleischmann等人发现粗糙的金属表面可以大幅提高拉曼光谱信号(M.Fleischmann, P.J.Hendra, and A.J.McQuliIlan, “Raman spectra of pyridine adsorbed at a silverelectrode” Chem.Phys.Lett.26, 123 (1974)),而发展出表面增强拉曼光谱(surfaceenhanced Raman spectroscopy, SERS),此研究将为拉曼光谱带来巨大的潜在应用。表面增强拉曼光谱增进在化学及生物系统中的分子振动识别标志的鉴别度。近来的研究显示，单分子拉曼散射的导入进一步增强拉曼的侦测灵敏度，因此扩大了涉及表面增强拉曼光谱的感应器应用的范围。 现有的拉曼仪器包括(a)辐射源；(b)拉曼感应器；及(C)侦测器，其中所述拉曼感应器系包括表面增强拉曼光谱感测基板，基板受所述辐射源照射而产生近场电浆场，所述近场电浆场与分析物分子耦合后，产生拉曼光子，所述拉曼光子再藉由所述侦测器侦测。拉曼光谱仪，其涉及一种化学成份的光子的非弹性散射，已经广泛作为多种化学物质(例如钻石、药品、生物分子等)的鉴别工具，亦可作为研究表面上的吸收分子的工具。 表面增强拉曼光谱的应用范围广泛，例如生医快速感测、蛋白质研究、化学制药、科学鉴识、生技药品开发、医学检测、健康监控、单分子侦测、水质安全、农产品检验、有机物侦测、环境监控、奈米碳管结构验证、特用化学、化妆品检验等。在现有的检测方式中，SERS也被期待去取代气相色谱法(Gas chromatography)及高效液相色谱法(High performanceliquid chromatography, HPLC)等。 在纳米结构激发电浆共振模态的研究，雕刻技术的发展已可利用大面积、简单的气相沉积制程方式达成，如银纳米斜柱阵列(nanorod array, NRA)结构(Y1-JunJen, Ching-Wei Yu, Yu-Hsiung Wang, and Jheng-Jie Jhou, “Shape effect on thereal parts of equivalent permeability of chevron thin films of silver，，J.Nanophoton.5, (2011))及银锯齿结构(Y1-Jun Jen, A.Lakhtakia, Ching-ffei Yu, andChin-Te Lin,^Vapor-deposited thin films with negative real refractive index inthe visible regime, “Opt.Expressl7, 7784 (2009))。台湾的相关前案专利有 1325956 (用于增强表面拉曼光谱的基板，SERS感应器及其制造方法)。 由于在纳米结构近场的局部电场强度可有效增强拉曼信号，银纳米斜柱阵列(US7，658，991B2)与银巨齿状介电质双层结构(US7，956，995B2)已被证明可应用于SERS。
技术实现思路
本专利技术欲解决的技术问题之一，是为了实质增强纳米直柱结构的局部电场(localized electric field)效应，增强一待测物的拉曼信号。 本专利技术欲解决的技术问题之二，是提供表面增强拉曼光谱感测基板，在可见光与红外光波段，具广波域、高吸收及无偏极态相关的光谱特性。 本专利技术所提供的技术手段为利用斜向角度沉积法(oblique angledeposit1n, 0AD)搭配基板自我旋转速率调控，制作具各种非周期性、不规则的直径分布范围的单层金属纳米直柱(nanopillar)或多层金属/介电质纳米直柱堆迭结构。 所提供一种表面增强拉曼光谱(SERS)感测基板第一实施例包含:一基板；成长于基板上的多层金属/介电质材料搭配的纳米直柱结构，纳米直柱结构具有一组态，纳米直柱结构成长完成后是大约平行于基板法线方向。 所提供一种表面增强拉曼光谱(SERS)感测基板第二实施例包含:一基板；成长于基板上的至少单层金属纳米直柱结构，纳米直柱结构具有一组态，纳米直柱结构成长完成后是大约平行于基板法线方向。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术SERS感测基板的直柱纳米结构制作方式示意图。 图2 (a)、图 2 (b)、图 2 (C)、图 2 (d)、图 2 (e)、图 2 (f)、图 2 (g)、图 2 (h)是根据本专利技术的制作方式，相同的沉积速率、不同的基板(自我)旋转角度下的银纳米直柱俯视图及其直径D分布统计图。 图3 (a)、图3 (b)、图3 (C)、图3 (d)、图3 (e)、图3 (f)分别举例单层纳米直柱与多层纳米直柱结构组态。 图4(a)、图4(b)是厚(高)度为230nm的银纳米直柱的SEM俯视图及其直径D分布统计图。 图5是图4结构的透射率、反射率及吸收率光谱图；其中的入射光为X偏极方向。 图6是图4结构的透射率、反射率及吸收率光谱图；其中的入射光为y偏极方向。 图7是利用单层银纳米直柱的SERS基板感测1-4M浓度R6G的拉曼光谱图。 图8 (a)、图8 (b)是厚度为250nm的银纳米直柱/ 二氧化硅纳米直柱/银纳米直柱多层组态的SEM俯视图及其直径D分布图。 图9图是图8(a)结构的透射、反射及吸收光谱图；其中的入射光为x偏极方向。 图10是图8(a)结构的透射、反射及吸收光谱图；其中的入射光为y偏极方向。 图11是利用银纳米直柱/ 二氧化硅纳米直柱/银纳米直柱多层纳米直柱结构的SERS基板感测1-4M浓度R6G的拉曼光谱图。 附图标识: 100…基板旋转中心轴 101，107…基板(具周期性图腾或平整基板) 102…电子枪蒸镀源 103…基板旋转方向 104…入射光波向量 105…蒸镀流(Flux)入射方向 106…纳米直柱结构 D…纳米直柱结构直径，L...纳米直柱结构高(厚)度 Θ V…基板倾斜角、蒸镀流沉积角度 Ex…X方向偏极入射光 Ey…y方向偏极入射光 302、305、309、3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种至少具有金属纳米直柱结构的表面增强拉曼光谱(SERS)基板的制造方法，其特征在于，包含:以斜向角度沉积法搭配基板的旋转，在基板上制作金属纳米直柱结构，纳米直柱结构具有一组态，纳米直柱结构成长完成后是大约平行于基板法线方向。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任贻均，游竟维，
申请(专利权)人：任贻均，汎锶科艺股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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